高曉艷

(吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠, 吉林 磐石 132311)

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鎳冶煉沉降電爐的生產(chǎn)實(shí)踐

高曉艷

(吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠, 吉林 磐石 132311)

敘述了吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠鎳冶煉沉降電爐生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐。沉降電爐是澳斯麥特爐主要配套部分，是熔煉爐渣與鎳锍沉降分離的裝置。本文介紹了沉降電爐運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及技術(shù)改進(jìn)措施。

沉降電爐； 澳斯麥特爐； 渣凍結(jié)

0 引言

吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司新建15 kt/a冶煉廠采用澳斯麥特熔煉技術(shù)，設(shè)計(jì)產(chǎn)高鎳锍29 013 t/a、硫酸125 000 t/a，高鎳锍含鎳量18 020 t/a。冶煉廠沉降電爐變壓器總?cè)萘繛? 000 kW，電壓級總共分為15級。電爐啟動生產(chǎn)以來，開爐期間用電功率達(dá)到過4 500 kW，正常生產(chǎn)過程中，用電功率穩(wěn)定在3 500 kW左右，能夠滿足沉降電爐生產(chǎn)需要。

1 生產(chǎn)運(yùn)行情況

1.1 生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題

沉降電爐曾出現(xiàn)渣凍結(jié)層過高問題。凍結(jié)層過高導(dǎo)致爐內(nèi)有效容積大幅度減小，爐內(nèi)熔體漲幅波動過大，特別是鎳锍面的大幅漲落(工藝要求不超過600 mm，而實(shí)際經(jīng)常在900 mm左右)，無法正?？刂疲鲜銮闆r給轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)帶來了極大的困難。由于有效容積小，溫度過高，電爐爐前爐墻存在冰銅滲漏的危險(xiǎn)；且電爐爐墻為單磚體結(jié)構(gòu)，均為通縫，這種結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)鎳锍滲漏現(xiàn)象。電爐排渣口極易帶出鎳锍，破壞排渣銅溜槽，并引發(fā)溜槽和粒化塔內(nèi)放炮。由于電爐生產(chǎn)上存在很大的安全隱患，嚴(yán)重影響冶煉廠穩(wěn)定生產(chǎn)，而且鎳锍面及渣面波動幅度大，導(dǎo)致澳斯麥特熔煉爐不得不大幅度減少加料量。

經(jīng)過分析，造成沉降爐出現(xiàn)渣凍結(jié)層過高的原因有以下幾點(diǎn)：

(1)沉降電爐其中一根電極離爐后端墻區(qū)距離較大，導(dǎo)致該區(qū)域溫度偏低；

(2)轉(zhuǎn)爐返渣口偏向爐后，返渣量約210 t/d，且含有20%磁性鐵；

(3)電爐試車時(shí)加入爐內(nèi)的物料、熔劑，沉降電爐用電功率下無法正常熔化，電爐本身無法實(shí)現(xiàn)渣型調(diào)整；

(4)由于爐內(nèi)有效容積縮小，采用3 500 kW以上用電功率長時(shí)段運(yùn)行時(shí)，電爐熔體溫度過高，渣溫在1 400 ℃以上，而鎳锍溫度達(dá)1 250 ℃均處于過熱狀態(tài)，極易出現(xiàn)漏爐及跑渣等事故。而采用3 500 kW的用電功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到熔化物料的溫度。

1.2 解決措施

針對沉降電爐生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠采取了以下相應(yīng)措施：

(1)為了改善電爐爐況，采取單支小油槍化渣對電爐爐后區(qū)域的凍結(jié)層進(jìn)行清洗操作，使該部位的凍結(jié)層由原來的1 600 mm左右降至850 mm左右，保證了爐后的正常排放；

(2)停止向電爐內(nèi)加入物料及熔劑，降低冷料對熔體溫度的影響；

(3)在停爐冷修期間采用人工打凍結(jié)層的手段，降低爐內(nèi)凍結(jié)層厚度。

1.3 操作工藝參數(shù)

通過采用上述措施，沉降電爐渣凍層問題基本得到了解決。表1列出了沉降電爐操作工藝參數(shù)。其中鎳锍的重量單位按冶煉廠的轉(zhuǎn)運(yùn)包來計(jì)量。

表1沉降爐工藝參數(shù)變化情況

平均功率/kW鎳锍/t鎳锍面高度/mm渣面高度/mm3500804701900350080500190035008043019003500754301950350080430195035007547019003500754201900350075470200035005040018003500654002000

2 技術(shù)改進(jìn)

2.1 改進(jìn)電爐工藝操作

在2009年電爐送電、澳斯麥特爐試車過程中，沉降電爐加入了低鎳锍物料，而且澳斯麥特爐正處于試車階段，從澳爐排出的渣不穩(wěn)定，渣型不好，導(dǎo)致沉降電爐凍結(jié)層逐漸升高，最高在爐子冷區(qū)，高達(dá)1 500 mm左右，爐后排放極其困難。根據(jù)生產(chǎn)情況，考慮到沉降電爐功能，冶煉廠決定停止向爐內(nèi)加料，爐況逐漸好轉(zhuǎn)。

沉降電爐的尺寸為14 000 mm×6 200 mm×3 200 mm，面積為86.8 m2, 沉降電爐最大功率為8 000 kVA,爐底單位面積的平均功率為92 kVA/m2，而貧化電爐的爐底單位面積功率為100～185 kVA/m2，由于升高溫度后出現(xiàn)渣滲漏現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)帶來隱患，所以現(xiàn)在用電功率最高為3 500 kVA，爐底單位面積功率為40 kVA/m2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于貧化電爐的最低限，其只能起保溫作用，起不到貧化電爐的作用。

2.2 改善電爐熔煉條件

電爐凍結(jié)層中的鐵主要以Fe3O4形式存在，F(xiàn)e3O4熔點(diǎn)為1 594.5 ℃，普通的沉降電爐無法達(dá)到高于Fe3O4熔點(diǎn)的溫度，物料的熔化溫度也達(dá)不到，因此，在熔煉過程中通過嚴(yán)格控制氧勢實(shí)現(xiàn)熔煉渣中的磁性鐵含量在可控范圍內(nèi)，并在沉降電爐返轉(zhuǎn)爐渣溜槽中加入焦炭等還原劑使部分磁性鐵轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO，進(jìn)而降低爐渣磁性鐵的含量，從而改善電爐的熔煉條件。

2.3 返渣溜槽技術(shù)改造

沉降電爐返轉(zhuǎn)爐渣溜槽原設(shè)計(jì)在靠近爐后煙道電極處，這種情況存在兩個(gè)弊端。①溜槽呈直角形狀，轉(zhuǎn)渣加入時(shí)沖刷嚴(yán)重。②吹煉吊車有一臺出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺運(yùn)行的吊車將無法靠近返渣溜槽，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐渣不能返入電爐，影響生產(chǎn)。針對此種情況，將沉降電爐返轉(zhuǎn)渣溜槽移至吊車可以運(yùn)行到的位置，原來呈直角形狀的溜槽改為弧形，緩解了返渣沖涮溜槽，保證了沉降電爐安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

此返渣溜槽原設(shè)計(jì)最大的問題是轉(zhuǎn)爐渣加入靠近爐后排渣口的位置，轉(zhuǎn)爐渣沒有進(jìn)行沉降就排出電爐，造成電爐渣含鎳指標(biāo)較高。技術(shù)改造后，轉(zhuǎn)爐渣加入到澳斯麥特爐附近處，轉(zhuǎn)爐渣從爐前到爐后進(jìn)行完全沉降，電爐渣含鎳指標(biāo)得到了較好地改善。

3 結(jié)論

沉降電爐從2009年試車到正常生產(chǎn)，期間出現(xiàn)過很多技術(shù)及生產(chǎn)上的問題，經(jīng)過不斷改造和完善，目前沉降電爐運(yùn)行基本平穩(wěn)，爐況較好，爐內(nèi)凍結(jié)層控制在合理的范圍內(nèi)，為冶煉廠正常生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 陳林章.銅鎳礦熱電爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)[J].有色金屬(冶煉部分)，1984，(4).

[2] 李德臣，張東，韓瑞富.吉恩鎳業(yè)75 m2礦熱電爐連續(xù)運(yùn)行兩年的技術(shù)總結(jié)[A]. 全國銅鎳鈷生產(chǎn)工藝、技術(shù)及裝備研討會論文集[C].全國銅鎳鈷生產(chǎn)工藝、技術(shù)及裝備研討會，2009.

Production practice of settling furnace of nickel smelting

GAO Xiao-yan

This paper describes the operation aspects of settling furnace in Jilin Jien Nickel smelter. The settling furnace, as a supporting for Ausmelt furnace, is used for nickel matte separation from slag. This paper introduces the issues found during the operation of settling furnace and technical solutions.

settling furnace； Ausmelt furnace； frozen slag

高曉艷(1972—)，女，吉林省吉林市人，研究生學(xué)歷，高級工程師，冶煉廠副主任工程師，從事冶金專業(yè)技術(shù)工作。

2016-01-29

2016-04-13

TF815

B

1672-6103(2016)03-0020-02